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视频标签：反冲运动,火箭
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视频课题：人教版高中物理选修3-5 16.5《反冲运动 火箭》辽宁省 - 朝阳
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人教版高中物理选修3-5 16.5《反冲运动 火箭》辽宁省 - 朝阳
教学目标
1.知识与技能
(1)知道什么是反冲运动,了解反冲运动的应用。
(2)能够用动量守恒定律解释反冲运动并进行简单计算。
(3)了解一些火箭的工作原理和航天技术的发展和应用。
2.过程与方法
(1)通过生活、生产中的现象介绍反冲运动。
(2)通过演示实验加深对反冲运动的理解。
(3)通过在生活生产中应用体会动量守恒定律。
3.情感态度与价值观
(1)通过对生活事例的探究, 培养学生主动探究、 乐于专研的品质。
(2)通过人物事迹和航天技术发展的教学,提高学生的人文素养和爱国主义情怀。
2学情分析
知识基础:学生通过上节课的学习,已经对动量守恒定律已经有了一定的理解。
存在不足:学生在问题的本质分析和协作交流方面还有待加强。
3重点难点
重点:能够认清某一运动是否为反冲运动。
难点:用动量守恒定律对反冲运动进行解释。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】创设情境 激发兴趣
一、反冲运动
教师利用简单的器材展示两个实物的小实验。然后利用多媒体教学,展示与反冲运动有关的趣味视频。要求同学认真观察以上三种现像。
图一、用衣架夹住笔的尾部,教师竖直向下敲击接触处,使笔和衣夹分别向相反方向运动。
图二、小车的尾部栓有一个气球,吹入适量的气体后,在水平桌面释放。
同学们认真观察反冲作用的例子。
观看多媒体教学。
简单了解反冲作用的应用。
培养学生的学习热情。
利用多媒体丰富课堂教学,增加学习兴趣。
培养学生观察和思考的能力。
活动2【讲授】分组讨论 启发探究
通过以上三种现象,同学们进行分组讨论:什么是反冲运动?猜想反冲运动的原理是什么?
分组探究:
什么是反冲运动?反冲运动的原理是什么?
每组选出一名学生,代表各组发表他们的讨论结果。
培养学生主动探究、乐于探究的品质和团队协作能力。
探究得出反冲运动的概念及其原理。
教师进行总结性发言,什么是反冲运动及其原理。然后提问:还有哪些现象是应用到反冲运动?
学生回答后,用多媒体展示学生熟知的应用到反冲运动的现象。
学生通过以往生活的积累,积极回答问题。
锻炼语言表达能力,提升自信度。
教师给气球吹入适量的气体,水平放置。气球尾端水平向左,然后释放,气球向右端飞去。
每个学生手中都有一个气球,仿照教师的做法,亲身感受反冲运动。
活跃课堂气氛,培养学生动手能力。
活动3【活动】突出重点 突破难点
实验探究
器材:支架、酒精块、试管(装有适量的水)、橡胶塞、弯管、细线
实验一:蒸汽反冲“小马达”
图4、蒸汽反冲“小马达”发生了转动。
教师介绍实验仪器,然后让学生认真观察并猜想:会有什么样的现象产生?
在实验后,教师向学生提问:为什么会产生试管发生转动的现象呢?
学生观察 “小马达”会有什么样的现象产生。
同学们思考后回答出,是水蒸气喷出时,给了弯管一个力,使小马达发生转动。
通过问题引领的方式,让学生自己探索。毕竟老师只是学生暂时的“拐杖”,最终学生还是要学会自己“走路”。
动画展示
实验二:“水火箭”
器材:支架、打气筒、水瓶、彩纸、水
图五、将水火箭内不断地打入气体,直至水火箭发射出去。
学生观看“水火箭”的演示。
回想反冲运动的概念和原理,与视频演示相结合,加深对反冲运动的理解。
通过一个演示实验,为学生提供具体生动的材料,增强感性认识。同时使学生体验到科学探究的魅力。
活动4【练习】联系实际 学以致用
通过上述实验,引导学生运用动量守恒定律解决实际问题。
例:一个静止的质量为M的不稳定原子核,当它放射出质量为m的速度为v的粒子后,原子核剩余部分的速度多大?
学生运用已学的动量守恒定律知识点,结合这节课对反冲运动的理解,尝试解析例题。
能够使学生解决与反冲运动有关的计算问题。
活动5【练习】强化训练
反冲运动 火箭·典型例题解析
【例1】 如图54-1所示是A、B两滑块在同一直线上发生碰撞前后的部分闪光照片的示意图. A、B两滑块的质量分别为0.14kg、0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相的快慢是每秒拍摄10次,试根据图示回答:
(1)作用前后滑块A动量的增量是多少?方向怎样?
(2)碰撞前后,A、B的系统总动量是否守恒?
解析:从A、B两滑块位置的变化可知,作用前B是静止的,A向右运动;作用后B向右运动,A向左运动,以向右为正.
碰撞过程中A的动量增量ΔpA=mAv′A-mAvA=0.14×(-0.05)-0.14×0.5=-0.077(kg·m/s),负号表示方向与规定的正方向相反,即向左.
(2)碰撞前总动量p=mAvA=0.14×0.5=0.07(kg·m/s)
p=p′,作用前后动量守恒.
点拨:从图中能分辨出在相应的时间内滑块位置的变化是解题的要害.
【例2】 一个静止的质量为M的不稳定原子核,放射出一个质量为m的粒子,粒子离开原子核时相对核的速度为v0,则原子核剩余部分的速度为
[ ]
A.v0
解析:正确答案为C
点拨;由于原子核放射出粒子的过程极为短暂,其它外力的冲量均可不计,整个原子核为系统总动量守恒.原子核放出粒子后,剩余部分获得反冲的速度,设所求的反冲速率为v′,以放射出的粒子运动方向为正,则粒子的对地速度为(v0-v′),剩余部分原子核的对地速度为-v′,由动量守恒定律得0=m(v0-v′)+(M-m)·(-v′),所以
对选定的系统应用动量守恒定律解题时,作用前后各物体的速度都应相对同一惯性参考系,一般都以地面为参考系,粒子以相对原物的速度离开是指相对作用以后原物的速度.
【例3】 在光滑的水平面上用一个小球先后以相同的速率跟原来静止的A、B、C三球发生正碰.与A球相碰后,小球仍然沿原方向运动;与B球相碰后,小球停止运动;与C球相碰后,小球被弹向反向运动.那么A、B、C三球所获得的动量大小比较正确的是
[ ]
A.pA=pB=pC
B.pA>pB>pC
C.pA
D.因不知道被碰的三球质量,所以无法比较.
点拨:将入射的小球与被碰球为系统,系统的总动量守恒,入射小球动量的变化与被碰球动量的变化满足大小相等,方向相反.
参考答案
例3 C
【例4】 火箭喷气发动机每次喷出质量m=0.2kg的气体,喷出的气体相对地面的速度为v=1000m/s,设火箭的初始质量M=300kg,发动机每秒喷气20次,若不计地球对它的引力作用和空气阻力作用,求火箭发动机工作5s后火箭的速度达多大?
点拨:以火箭(包括在5s内要喷出的气体)为系统,系统的总动量守恒,以火箭的运动方向为正,则5s后火箭的动量为(M-m×20×5)
v′,所喷出的气体动量为-(m×20×5)v.
参考答案
71.4m/s
跟踪反馈
1.在光滑水平面上,A、B两物体在一直线上相向运动,碰撞后粘合在一起,若碰前A、B的动量大小分别为6kg·m/s、14kg·m/s,碰撞中B的动量减少了6kg·m/s,则A、B两球在碰撞前的速率之比为
[ ]
A.3∶7
B.3∶4
C.2∶7
D.7∶4
2.向空中斜向上发射一物体,不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的一块a的速度方向仍沿原来的方向,则
[ ]
A.b的速度方向一定与原速度方向相反.
B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a、b一定同时到达水平地面
D.炸裂后a、b的动量大小相等,方向相反.
3.甲、乙两个溜冰者,质量分别为48kg和50kg,甲手里拿着质量为2kg的球,两人均以2m/s的速度在冰面上相向滑行,为避免相撞,甲将手中的球传给乙,乙再将球传给甲,经过几个往返后,乙的速度为零,则这时的甲的速度为_______m/s.
4.某炮车的质量为M,炮弹的质量为m,静止在水平地面上,现将该炮弹沿水平方向发射出去,设炮弹水平射出炮口时相对炮车的速度为U,在发射过程中炮弹与炮车间的相互作用力远大于炮车所受地面给它的阻力,求由于发射炮弹炮车所获得的反冲速度.
活动6【作业】课后思考
1.搜集一些反冲作用的其他典型应用,了解其工作原理。
2. 思考:人从船头走向船尾的过程中,船会怎么运动?
3.搜集相关资料,尝试制作反冲运动实验演示仪。
查阅相关资料,了解反冲运动在各种仪器中的应用,体会各种精妙的实验设计。
巩固并加深学生对知识的理解和掌握。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
